Многоканальная лазерная установка — SU 609382 (original) (raw)
сооз советснихсоцидлистичкснихРеспуБлин 19) 11) А 09 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ Р 3818375, 331/945,госудю ствкнный комитет сссгпо елдм изоьеетений и отнРь(56) 1. Боинер К. Лазерный синтезна пороге рещающих экспериментов,(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНАЯ ЛАЗЕРНАЯУСТАНОВКА для термоядерного реактора, содержащая аксиально-симметричную структуру из катодной системы,системы фольговых окон и электродносистемы, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью упрощения констШ С 21 В 1/00 Н 01 8 3/22 рукции и увеличения эффективности лазерчой. установки путем более полного использования разрядного объема, катодная система выполнена в виде металлического цилиндра, консольно закрепленного на торце установки, система окон выполнена в виде фольго вого замкнутого цилиндра с внутренней армировкой в виде равномерно перфорированного по азимуту и образующим цилиндра, .а электродная система выполнена в виде цилиндрической сетки, коаксиальной фольговому цилиндру, и гладкого металлического цилиндра-корпуса установки, причем фольговый цилиндр с армировкой и сетка закреплены по торцам установ- ЕИ ки с помощью цилиндрических секционированных изоляторов.Изобретение относится к областитермоядерной техники, а более конкретно к реакторам, н которых горя;чая плазма создается нзаимодейстнием лазерного излучения с микромишенью,Для лазерных установок управляемого термоядерного синтеза (УТС)решающими Факторами для получениягорячей плазмы являются энерговкладизлучения в микромишень и равномер Оность облучения микромишени, Дляудовлетнорения этим условиям известные лазерные установки выполняютмногоканальными, при этом стараютсяполучить предельно возможную энер.гив излучения.Первые лазерные установки УТСвыполнялись на неодинаковом стеклес энергией облучения 600 Дж за 2 нс.Одна из последних установок в ЛосАламасе (СРЖ) имеет параметры1400 Дж в импульсе 100 пс (Ц,Однако лазерам на неодимовом,стекле свойственная низкая эффективность (0(1 Ъ), а также высокая сто"имость сооружения и эксплуатации,поскольку стекло быстро повреждается,а срок службы импульсных ламп ограничен.(Следующие по уровню энергии установки предполагается выполнить нагазовом СО,(-лазере с эффективностью(3-7), более низкой стоимостью н10 раз и с максимальной энергией наапертуру 2-10 кДж.С развитием электронно-нонизацион 35ных лазеров появилась возможностьповьпаения эффективности и дальнейшего повышения энергии лазерных уста"новок УТС.Известен многоканальный электроионизационный лазер, в котором рядсамостоятельных модулей объединенв аксиально-симметричнув систему 2,Недостатком этого устройства является его сложность, так как наличие самостоятельных модулей влечетза собой большое колйчество конструктинных элементов, таких как опорныепроходные изоляторы, электроды, необходимость синхронйзации и т.пНедостатком является также довольнонизкое использование объема установки.Целью изобретения является упрощение конструкции лазерной установки и увеличение обшей эффективностиза счет более полного использованияразрядного объема.Цель достигается тем, что в устанонке содержащей аксиально-симметричную структуру из катодной системы, Фольговых окон и электродной системы, катодная система выполненав виде металлического цилиндра, консольно закрепленного на торце установки, система окон выполнена в ви де фольгового замкнутого цилиндрас внутренней армировкой в виде равномерно перфорированного по азимутуи образующим цилиндра, а электродная система выполнена в виде цилиндрической сетки, коаксиальной фольгоному цилиндру и,.гладкого металлического цилиндра - корпуса установки,причем Фольговый цилиндр с армировкой и сетка закреплены по торцамустановки с помощью цилиндрическихсекционированных изоляторов.На фиг, 1 схематически показанапредлагаемая установка, разрез, нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,Центральную часть установки занимает электронный источник, катодныйдержатель которого выполнен в видецилиндра 1, коаксиально закрепленного на торце установки с помощью дискового изолятора 2. По образующимцилиндра 1 установлены ленточныеантоэмиссионные катоды 3 (см.фиг.2),Коаксиально катодному цилиндру расположен анодный цилиндр 4, выходныеокна 5 которого закрыты фольгой б(см. Фиг, 2), которая опирается напространственно распределенную армировку. Фольга уплотнена по торцамдуговыми планками с уплотнительнойпрокладкой 7 и планками 8 в нижнейчасти установки, где один иэ каналовотсутствует, Поверх фольги и уплотнявщих деталей расположена цилиндрическая сетка 9, являющаяся одним изэлектродов разрядного объема 10,другим электродом 11 которого служитгладкий цилиндрический корпус установки, Анодный цилиндр с фольгой исетка закреплены по торцам установкис помощью цилиндрических секциониронанных изоляторов с градиентнымикольцами 12 и 13, В разрядном объемеобразованном цилиндрическими электродами 9 и 11, равномерно по окружности распределены несколько каналов, заканчивавшихся по торцам выходными окнами 14 и 15.Питание основного разряда междуэлектродами и электронного источникаосуществляется от одного импульсногоисточника, которым в частности можетбыть ГИН, через систему коаксиальиыхкабелей,Устройство работает следующимобразом.При подаче импульса напряженияположительной полярности от ГИН наанодный цилиндр 4 происходит ускорение,электронов от системы ленточныхкатодов 3, поскольку катодный цилиндр эаземлен или имеет небольшоеотрицательное смещение. Набрав энергию и пройдя через фольгу, электроны входят в разрядный объем, производя ионизацив лазерной активнойсмеси. При этом поскольку внешний609382 А-А К СоставительРедактор О, Юркова Техред М,Тепер ор О. Билак Тираж 427 Посударственного комитета СССРлам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 з 6702/4 ВНИИП по 113035, одпи ПП "Патент", г, Ужгород,.ул. Проектная, 4 иа роны тормозятся полем в разрядномобъеме, отДавая при этом значитель-,ную часть энергии на ионизацию.В результате торможения пучка ионизирующие электроны имеют спектрэнергии от максимальной до нуля, азначит и большое количество наиболее эффективных для ионизации частиц с малыми энергиями ( 100 эВ)участвуют в ионизации разрядногообъема, Расстояние между электродами разрядной камеры выбрано таким,что разряд может развиваться толькопосле электронного возбуждения. Элементы схемы питания выполнены так,что часть энергии источника ГИН,например около 10, будет вложенав энергию электронного пучка, а .остальная будет израсходована при разряде в камере, Устройство может быть.использовано как в качестве генератора, так и в качестве каскада усиления лазерной УТС. Системы резонаторов, зеркал сведения и фокусиров" ки на мишень вынесены за пределы .устройстваДля увеличения энерговклада в 10 микромишень и наиболее полной равномерности облучения возможно применение нескольких подобных устройств, а сокращение числа отдельных конструктивных элементов. (по сравнению 15 с прототипом) приводит к существенному упрощению установки в целом и увеличению ее эффективности.